某煤化工有限责任公司中水回用工程施工组织设计.doc

某煤化工有限责任公司中水回用工程施工组织设计第一章 工程概述1.1 项目概况项目名称：*XX煤化工有限责任公司中水回用工程(大化：A合同包)建设地址：*省晋城市泽州县巴公镇投标单位：重庆XX环保工程设备有限公司1.2 项目简介*XX煤化工有限责任公司年产18万吨合成氨30万吨尿素项目于2004年8月建成投产，运行至今基本稳定，基于目前总排水量大，为节水降耗同时也为响应环保的要求，我公司决定对可回收的排放水（具体主要有：旁滤器反冲洗水、混床再生中和水、循环水置换水、反渗透浓水和锅炉排污水，共计约150m3/h）进行回收，经处理后作为现有除盐水站的补充水。我司针对贵司提出的回用水处理系统要求进行完成本设计方案，本着“二低一高”（投资低、运行费用低、处理效率高）的原则，力求使整个治理项目工艺先进、布置合理、设施实用、质量优良，以将生产废水治理工程建成优质高效的样板工程。第二章 设计条件及要求2.1工程原始资料2.1.1 系统进水水量、水质特性2.1.1.1设计水源本回用工程的水源为旁滤器反洗水、混床再生中和水、循环水置换水、RO浓水、锅炉排污水。2.1.1.2设计进水量水源、水量一览表序号水 源水量（m3/h）备 注1旁滤器反冲洗水6272间 歇2循环水置换水间 歇3再生中和水78间 歇4浓水5560连续排放（含多介质过滤冲洗水）5锅炉排污水5连续排放6合计129145设计规模取150m3/h2.1.1.3水质资料本中水回用工程的来水有旁滤器反冲洗水、循环水置换水、再生中和水、脱盐水站排放的浓水、锅炉排污水。其中旁滤器反冲洗水、循环水置换水、再生中和水属于间歇式排放，旁滤器反冲洗水、循环水置换水为这几类原水中受污染程度较高的两类，这两类原水的悬浮物和硬度相对其他几类原水较高，需要进行预处理去除原水中的颗粒物，使其满足反渗透进水要求；再生中和水主要为离子交换系统再生中和时产生的排污水，这类废水的主要污染物为酸碱性，颗粒物和金属含量不高，经过简单的预处理后即可达到反渗透进水要求；脱盐水站排放的浓水是自来水经过预处理+脱盐装置后的浓缩水，由于经过脱盐装置前均经过预处理，水中的大部分的颗粒物、胶体、细菌等杂质得到去除，浊度和SS含量较低，经过简单的预处理后即可达到反渗透进水要求；从招标文件提供的资料可以看出，锅炉排污水水质较好，水量较少，主要为pH偏碱性，经过中和处理后即可达到反渗透进水要求。经过以上分析，本方案考虑将以上几种废水统一收集后充分混合，选用经济合理的预处理方法进行处理，去除原水中对反渗透影响较大的污染指标和高浓度污染物，利用不同原水中污染物种类的不同，相互稀释进一步降低反渗透进水的各项污染物浓度，使其在要求的回收率运行条件下，不会出现反渗透的快速污染。具体的水质详见招标文件提供的水质指标如下：原水水质表序号项 目旁滤器反洗水再生中和水循环水置换水RO浓水锅炉排污水备 注1PH8.48108.628.2310.182电导率26409042590174852.1s/cm3SiO215541313115112162662917g/L4Ca2+40832404.8281.6未测出mg/L(以Ca2+计)5Mg2+109.4424.48102.7289.765.76mg/L (以Mg2+计)6CL-74.1463.5467.8352.12未测出mg/L7Na2CO352.9185.3952.97未31.78mg/LNaHCO3365.2250.38361.031217.3未mg/L8浊度35.5/15.6/9PO43-/10.046mg/L10总硬度1477.5182.21441.41079.124.02mg/L(以CaCO3计)2.2 产水水量、水质要求2.2.1处理系统性能要求中水回用：系统脱盐率90%，回收率大于65。系统产水能力：Q=100m3/h（50m3/h2套）。2.2.2产水水质经过本中水处理系统后的产水水质满足脱盐水系统补给水水质要求，具体指标详见下表：回用水水质指标指标名称单位指标备注电导率s/cm200SiO2g/L800Cl-mg/L20Ca2+mg/L50以CaCO3计总硬度mg/L150以CaCO3计淤塞密度指数(SDI)4PH值70.5浊度NTU0.15第三章 设计依据及原则3.1设计依据1、*XX煤化工有限责任公司、*XX科创田悦化肥有限责任公司中水回用工程招标文件；2、业主提供的相关图纸资料及现场实际地形地貌及地质条件；3、我司具备类似的工程经验及相关工艺设计资料。 3.2技术规范3.2.1国产设备标准和规范 国产设备的制造和材料符合下列标准、规范、规定的最新版本要求。 JB/T2932-1999 水处理设备技术条件; HGJ32-90橡胶衬里化工设备; CD130A15-85橡胶衬里设备设计技术规定; DL/T543-94电厂用水处理设备质量验收标准; DL/T5054-1996化工企业汽水管道设计技术规定; JB/T4753-97钢制焊接常压容器; DL/T679-1999 焊工技术考核规程; DL434-91电厂化学水专业实施法定计量单位的有关规定; SDZ037-87电厂水处理设备制造质量分等标准; ZBJ98003-87水处理设备油漆、包装技术条件; GB/T16907-1997 离心泵技术条件; GB50171-92电气装置安装工程盘、柜及二次回路线施工及验收规范; GB50335-2002污水再生利用工程设计规范; HY/T050-1999中空纤维超滤膜测试方法; GB/T191-2008包装储运图示标志; GB6388-86 运输包装收发货标志; 电气及工艺仪表符合下列标准和规定的最新版本的要求：3.2.2外接管口标准和规范 法兰接口符合接口标准与阀门的法兰标准配套； 接口管件符合下列标准的规定要求： HG21501-92衬胶钢管和管件； 化工管路设计手册 HG20593-97； JB/T74-94管路法兰技术条件； JB/T74-94管路法兰类型； HG20538-92衬塑(PP.PE.PVC)钢管和管件； 玻璃钢/聚氯乙烯(FRP/PVC)复合管道设计规定HG20520-1992；法兰标准：HG20593-1999。3.2.3进口组件/设备标准和规范所选用的仪器及仪表均需通过ISO9001 质量体系认证，为了保证系统的先进性、适用性和稳定性，系统进行设计、制造、测试和验收所遵循的质量标准、试验程序和规范均照以下标准的最新版本： GB 中华人民共和国国家标准 IEC 国际电工委员会 ISO 国际标准化组织 IEEE 美国电子和电气工程师协会 PROWAYC 国际电工委员会工业过程数据公路标准 ANSI 美国国家标准协会 EIA 美国电子工业学会 RS-232C 数据终端设备和使用串行二进制数据交换数据通讯设备之间的连接 ISA 美国仪器仪表协会 ICS4 用于工业控制设备和系统的端子板 ICS6 国际电工委员会 CCITT 国际电报与电信咨询委员会 CCIR 国际无线电通信委员会3.2.4设计标准和规范 HGJ34-90化工设备、管道外防腐设计条件； SHG34-91石油化工企业给水排水管道设计规范； GB 50050-2003工业循环冷却水处理设计规范； CJ 19-87 工业用水分类及定义； GB21-2002工业企业设计卫生标准； 给水排水设计手册； GBJ-57-58工业企业噪声控制设计规范； 控制设备测量仪表和电气的设计、制造符合GB50055-93通用用电设备配电设计规范、HG/T 20573-95 分散型控制系统工程设计规定，以及有关规定和标准。3.2.5其他标准和规范某些专用材料与上述规范或标准不适应时，遵循最新发布的标准。 我司所提供的材料及外购设备应符合所应用的标准。 规范使用的标准如有新版本，以最新版本为准。 当上述规范和标准对某些设备和专用材料不适用时，经买方确认后，可采用有关的标准和生产厂的标准。3.3 主要设计原则 根据该项目原水特征，结合已有的工程实例，在确保出水达标的前提下，采用成熟、可靠、先进的处理工艺，确保回用处理后水质达到回用要求。 方案设计科学、合理，既要考虑建设的经济性，使工程造价在保证排放达标的原则下降至最低限度，又要考虑运行费用低廉，尽量使用简易、低能耗、高效的中水回用处理系统。 操作管理程序简单化，以减轻工人的劳动强度，降低污水处理的综合费用。 在综合考虑性能价格比的基础上，尽量采用新材料、新产品，以延长设备的使用寿命和便于工人操作。 主要检测仪器、仪表选用国外先进产品。第四章 设计内容及供货范围4.1 设计内容本方案设计内容包括中水回用系统的工艺设计、中水处理站平面布置、工艺设备选型设计、废水处理成本的估算及工程投资预算等。4.2工程界限本项目为交钥匙工程，工程界区为污水入口法兰至成品水回用泵出口法兰，具体的内容包括：1、回用水处理设施的主体膜法成套设备及其他辅助设备，配套土建土程等； 2、回用水处理设施的总进水、总出水业主负责施工； 3、处理设备的总电源将由业主接至回用水处理站的总配电柜内； 4、总配电柜至各电器将由我公司负责； 5、处理设备及全套配件由我公司提供； 6、全套设备及配件的施工将由我公司负责；7、我公司负责调试合格，交付业主使用。第五章 工艺流程设计5.1处理工艺的确定我司根据*XX煤化工有限责任公司中水回用工程、*XX科创田悦化肥有限责任公司中水回用工程招标文件中对大化：A合同包的相关要求，结合我司对同类工程的实践经验，选用“预处理+反渗透”的组合处理工艺。从上述2.1.1.3水质资料中分析可知：尽管再生中和水、脱盐水站排放的浓水、锅炉排污水中的颗粒物、胶体、细菌等杂质较少，浊度和SS含量较低，含有的主要物质为盐份，但直接进入反渗透系统仍较易造成膜的快速堵塞，所以本方案考虑较所有的废水同一收集后进行预处理，去除废水中的污染物，同时利用不同原水中污染物种类的不同，再进一步通过稀释作用来降低反渗透进水中的各种污染物浓度，保证混合后的原水中的污染物浓度降低至反渗透容许的范围内，从而保证反渗透能长期稳定的运行。通过以上分析后确定出详细的工艺流程图，详见下节，水量平衡图详见图纸。5.2工艺流程图73泵反冲洗水多介质过滤器PAC计量泵管道混合器计量泵杀菌剂压缩空气反冲洗水活性炭过滤器混床再生中和水 RO浓水 锅炉排污水 旁滤器反洗水 循环水置换水合计150m3/h调节池反冲洗水进入现有中和池沉淀后外排计量泵酸阻垢剂高压泵碱100m3/h计量泵浓 水计量泵还原剂50m3/h反渗透装置(回收率：67%）浓水箱产水箱送至用水点100m3/h离线化学清洗系 统计量泵保安过滤器产水部分浓水用于反冲洗循环水旁滤器回用泵处理工艺流程图5.3 工艺流程描述根据以上确定的处理流程，对各处理单元的功能和作用进行详细的描述，现介绍如下：5.3.1调节池本回用工程的水源包括旁滤器反冲洗水、循环水置换水、再生中和水、脱盐水站排放的浓水、锅炉排污水，来水种类较多，水质水量差异大，时有间隙排水，水量不均匀。故本方案在进水端设调节池，用于收集各类原水，并对来水进行水质水量调节，以保证回用水处理系统进水水质水量的均衡性。该调节池内设置有液位控制开关和原水泵，监测废水液位自动控制原水泵的开停。原水泵共为3台，两用一备。原水泵的出水经过管道混合器送入后续的多介质过滤器。为多介质过滤器和活性炭过滤器提供稳定的进水流量和所需压力。本工程预处理系统处理能力为150m3/h。5.3.2杀菌剂投加装置由于几种废水进入混合调节池时会携带部分微生物，废水进入混合调节池后需要停留一段时间后才能达到充分混合的效果，这时池内水流速相对缓慢，这就给水中的微生物充足的滋生时间和环境，细菌将以指数级的增长速度进行生长繁殖，尤其是在夏季。而细菌是造成反渗透膜水通量衰减（反渗透系统产水量下降）的重要因素之一，实践证明：80%的反渗透污染事件均是由于细菌污染造成的。因此如果来水中细菌含量控制不当，将会导致反渗透系统不能够长期稳定运行。本工程杀菌剂采用价廉物美的次氯酸钠(NaClO)，投加点设在混合调节池提升泵的出水管上。杀菌剂投加装置由1套耐腐蚀药剂计量箱、2台（一用一备）计量泵、2套Y型过滤器、就地仪表及操作箱组成。次氯酸钠计量箱的容积满足连续投加一天的药剂用量。计量泵可以与备用泵自动切换，当一台发生故障时，显示并报警，同时备用计量泵自动投入使用（当自动运行时）或有操作员手动投入（当手动运行时）。次氯酸钠计量箱设液位计，低液位显示报警，并控制设备起停。计量泵的启停与混合调节池提升泵，根据废水的流量按比例调节计量泵的投加流量。杀菌剂的投加量需要根据运行过程中实际情况进行调节，方案设计时按照有效氯投加浓度3-6ppm，待正常运行后根据水质和气候等条件进行适当调整），保证活性炭过滤器的进水中余氯为0.20.5ppm。这样可以在完全控制细菌滋生的前提下杀菌剂和还原剂的投加量降至最小。次氯酸钠溶解性较好，依靠管道中的紊流作用即可完全溶解。5.3.3管道混合器废水混合后形成综合废水，其中含有的颗粒物、胶体等污染物较多，本方案考虑在多介质过滤器前投加絮凝剂，帮助水中颗粒物的去除，由于絮凝剂的溶解和反应需要一定的时间，为了加强絮凝效果，在多介质过滤器前设有管道混合器，絮凝剂和来水经过管道混合器后在短时间内充分混合，为絮凝剂的反应提供更充裕的时间。5.3.4絮凝剂投加装置投加絮凝剂的作用是利用絮凝剂的分散电荷性能，将水中微小悬浮物、胶体，甚至大分子有机物通过电中和、混凝、架桥、网捕的作用使之形成较大颗粒的悬浮物，再利用多介质过滤器的拦截作用，来达到去除中微小悬浮物、胶体的作用。本工程选用絮凝效果好的PAC（聚合氯化铝）作为絮凝剂，PAC具有压缩胶体双电层结构，对异性电荷可以起到中和的作用，而且可以吸附水中的带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等。投加点设在管道混合器上。絮凝剂投加装置由1套耐腐蚀药剂计量箱、2台（一用一备）计量泵、2套Y型过滤器、就地仪表及操作箱组成。PAC计量箱的容积满足连续投加一天的药剂用量。计量泵可以与备用泵自动切换，当一台发生故障时，显示并报警，同时备用计量泵自动投入使用（当自动运行时）或有操作员手动投入（当手动运行时）。PAC计量箱设液位计，低液位显示报警，并控制设备起停。计量泵的启停与混合调节池提升泵联锁，并根据废水的流量按比例调节加药计量泵的投加流量。由于PAC中含有铝离子，进水中的铝离子过高容易造成反渗透膜的胶体污染，所以PAC的投加量需要进行严格控制。本方案PAC的投加浓度按照3-10mg/L进行设计，具体投加量根据实际情况进行调整。5.3.5多介质过滤器由于本中水回用系统的进水包括污水处理站的出水，其中浊度较高，通过投加絮凝剂PAC后，废水中的部分胶体生成大颗粒悬浮物，其悬浮物的浓度还会升高，本方案在絮凝剂投加系统后设置多介质过滤器，主要用于去除原水中悬浮物、胶体、大分子有机物等。多介质过滤器是预处理段的重要组成部分，特别是能有效的去除沉淀技术不能去除的微小粒子和胶体等，而且对有机物也有某种程度的去除效果，为反渗透预脱盐装置连续稳定运行提供有利的保障措施。多介质过滤器主要由罐体、过滤层、支撑层、布水系统、进水管、出水管、冲洗水管组成。罐体为焊接碳钢结构的立式圆柱形容器，内设防腐为衬胶，外防腐为两层环氧底漆，两层酚醛面漆。过滤层由无烟煤、石英砂双滤料组成，其中无烟煤粒径为0.81.2mm、实密度g =1.41.7，石英砂粒径为0.45mm0.7mm、实密度g=2.6，粒径自上而下逐级分配。利用无烟煤、石英砂等介质的深层过滤原理，截留原水中粒径大于50um的颗粒物，保证出水浊度能满足反渗透系统的对进水中浊度的要求。多介质过滤器在长期运行过程中，原水中的大量颗粒物被截留在过滤层表面和过滤层中，其过水微孔被堵塞，造成进水压力升高，进出水压力差增大，甚至部分被截留的颗粒物穿透过滤层进入出水中，造成出水水质不合格，所以过滤器在运行一段时间后，过滤器在进出水压差达到一定值（一般大于0.05Mpa）或出水浊度1.0、SDI4.0时，或每天定期需要进行反冲洗。本方案采用气水混合反冲洗：先单独用气冲洗3-5min，再气水混合反冲洗5-8min，再单独使用水反冲洗3-5min。气水单独反洗的强度：水洗1013L/m2.s，气洗1020L/ m2.s；汽水混合反冲洗时的强度：水洗56L/m2.s，气洗1018L/ m2.s。多介质机械滤器进水管道配置电磁流量计，用于计量出水流量；过滤器进出口管上装压力表和取样阀，方便观察罐体运行状况。多介质过滤器的反洗水源采用原脱盐装置的浓水进行反洗。5.3.6活性炭过滤器原水经过多介质过滤器后，水中的颗粒物、胶体等得到大部分去除，大分子有机物在絮凝剂的作用下也得到部分去除，但为了保证反渗透的长期稳定运行，仍需要进一步去除废水中的有机物、细菌等微小污染物，本方案设置活性炭过滤器，利用活性炭的吸附作用，去除废水中的有机物、细菌、浊度、色度等微小污染物。活性炭过滤器与多介质过滤器一样，主要由罐体、过滤层、支撑层、布水系统、进水管、出水管、冲洗水管组成。罐体为焊接碳钢结构的立式圆柱形容器，内设防腐为衬胶，外防腐为两层环氧底漆，两层酚醛面漆。过滤层为果壳型活性炭，利用活性炭的多孔结构，吸附原水中的微量溶解性有机物等杂质，防止反渗透因进水有机物浓度过高而出现有机物和微生物污染。经过加药絮凝、多介质过滤和活性炭过滤后，废水中的有机物可以去除40-50%，保证处理水符合反渗透的进水要求。活性炭过滤器在长期运行过程中，污染物会堵塞过滤层，造成进水压力升高，进出水压力差增大，所以过滤器在运行一段时间后，过滤器在进出水压差达到一定值（一般大于0.05Mpa），或每天定期需要进行反冲洗，本方案采用气水混合反冲洗，本方案采用气水混合反冲洗：先单独用气冲洗3-5min，再气水混合反冲洗5-8min，再单独使用水反冲洗3-5min。气水单独反洗的强度：水洗79L/m2.s，气洗1015L/ m2.s；汽水混合反冲洗时的强度：水洗46L/m2.s，气洗1015L/ m2.s。在过滤器运行一年后，活性炭会出现饱和现象，活性炭的吸附能力变差，污染物穿透过滤层进入出水中，造成出水水质不合格，需要对活性炭进行更换。5.3.7酸投加装置废水经过混合后的pH超过8.0，经过专用软件计算后发现：由于废水中的Ca2+、CO32-、SiO2浓度在pH=8.0时会出现结垢倾向。本方案为了降低反渗透膜结垢的几率，在预处理中将pH值调节至7.0左右。本方案选用盐酸作为中和剂，投加点设在活性炭过滤器出水管上。酸投加装置由1套耐腐蚀药剂计量箱、2台（一用一备）计量泵、2套Y型过滤器、就地仪表及操作箱组成。酸计量箱的容积满足连续投加一天的药剂用量。计量泵可以与备用泵自动切换，当一台发生故障时，显示并报警，同时备用计量泵自动投入使用（当自动运行时）或有操作员手动投入（当手动运行时）。酸计量箱设液位计，低液位显示报警，并控制设备起停。计量泵的启停与多介质过滤器出水管道上的pH值联锁，并根据pH值按比例加药。5.3.8还原剂投加装置为了防止原水在进入反渗透前滋生细菌，本方案在混合调节池提升泵出水管上投加杀菌剂，而反渗透进水中余氯浓度不能超过0.1ppm，本方案在反渗透系统进水管中投加还原剂，控制进水中的余氯含量长期低于0.1ppm以下，防止原水中氧化性物质对反渗透的氧化降解。 本方案选用亚硫酸氢钠作为还原剂，投加点设在保安过滤器进水管道上。还原剂投加装置由1套耐腐蚀药剂计量箱、3台（两用一备）计量泵、3套Y型过滤器、就地仪表及操作箱组成。亚硫酸氢钠计量箱的容积满足连续投加一天的药剂用量。计量泵可以与备用泵自动切换，当一台发生故障时，显示并报警，同时备用计量泵自动投入使用（当自动运行时）或有操作员手动投入（当手动运行时）。亚硫酸氢钠计量箱设液位计，低液位显示报警，并控制设备起停。计量泵的启停与与反渗透进水管道上的ORP联锁，并根据ORP表数值按比例加药。还原剂的投加量需要根据运行过程中实际情况进行调节，按照余氯浓度的1.8-3倍进行投加，本方案按照5-10ppm的投加浓度进行设计。5.3.9保安过滤器保安过滤器是反渗透预处理的最后一道工序，也是水进入反渗透膜的最后一道关卡，必须保证运行稳定、安全可靠。保安过滤器中装有滤芯，原水流经滤芯时，残留水中的污染物、胶体、悬浮物、逃逸的滤料被拦截，使原水进一步净化，同时防止由于设备管道内杂质泄漏等大颗粒进入反渗透膜，造成对膜的损坏。保安过滤器正常运行压力为0.10.3Mpa，随着运行时间的延长，污染物被滤芯截留，堵塞滤芯的过滤水通道，滤芯阻力增加，当压力差达到0.05Mpa时应拆下进行更换。过滤器的结构能满足快速更换滤芯的要求；保安过滤器的顶部设排气装置、底部设排放口。5.3.10阻垢剂投加装置为了防止反渗透膜元件因结垢而发生污堵，本工程在保安过滤器的出水管上投加阻垢剂，可有效防止CaCO3、CaSO4、BaSO4、SiO2、CaF2以及铁铝氧化物的结垢。本方案采用进口分散阻垢剂，投加点设在保安过滤器出水管道上。阻垢剂投加装置由1套耐腐蚀药剂计量箱、3台（两用一备）计量泵、3套Y型过滤器、就地仪表及操作箱组成。阻垢剂计量箱的容积满足连续投加一天的药剂用量。计量泵可以与备用泵自动切换，当一台发生故障时，显示并报警，同时备用计量泵自动投入使用（当自动运行时）或有操作员手动投入（当手动运行时）。阻垢剂计量箱设液位计，低液位显示报警，并控制设备起停。计量泵的启停与与反渗透进水流量计连锁，根据流量大小按比例加药。阻垢剂投加量严格控制在3-5ppm，既可以较好的防止CaCO3、CaSO4、CrSO4、BaSO4、SiO2和CaF2以及铁铝氧化物的结垢，选用美国进口阻垢剂，还可以抑制反渗透的有机物污染。又可以防止阻垢剂投加过量造成其他新结垢物质的生成以及投加过量药剂造成的浪费。5.3.11高压泵高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行，达到设计的产水量。根据反渗透的配置，经过专用软件计算，根据水温、溶解性固体含量以及所需产水量进行高压泵流量和扬程的选择。考虑到本工程反渗透系统进水流量和扬程均较高，为了防止高压泵的瞬时启停所带来的巨大动量冲击造成反渗透膜元件的损坏，本方案的高压泵出口设有电动慢开阀。高压泵出口阀缓慢的开停，反渗透进水流量和压力逐渐升高和降低，一来可以消除瞬时能量冲击，二来可以通过高压泵对反渗透膜进行低压快速定时冲洗，防止污染物在膜过水通道中的长时间停留，引起膜的结垢和污染物的压实，减少浓差极化的负面影响。高压泵出口设有截止阀和高压保护开关，使反渗透免受高压冲击，进口装低压保护开关，防止高压泵因抽空而损坏。5.3.12反渗透装置RO装置是本系统的主要脱盐装置，反渗透是在压力作用下，使预处理水透过反渗透膜，原水中的溶解性无机盐、有机物、胶体、微生物等杂质被截留，随少量浓水排放，从而得到脱盐水。反渗透系统是一项高新膜技术，其膜孔径很小，它能去除液体中的离子范围和分子量很小的有机物。为了达到较高的回收率和符合要求的出水水质，本次采用一级两段反渗透系统配置。考虑到设备的节能、运行压力、膜的透过率、膜的脱盐率，出水的含盐率等因素，本公司反渗透膜元件均采用世界上最先进的TFC型复合膜，单根膜脱盐率达99.5%。反渗透的进水由高压泵提供，进水管道上设置止回阀和截止阀，在淡水、浓水出口处设置止回阀和截止阀，在快冲排放水处设置电动慢开阀。反渗透开车时开启快冲水排放电动慢开阀、高压泵进行低压冲洗，将设备内空气排尽防止高压泵起动后产生水锤现象。在设备运行过程中，定期开启快冲水排放电动慢开阀、高压泵对反渗透膜元件进行低压快冲洗，冲走粘附在膜过水通量和膜表面的污染物，减少浓差极化和污堵频率。在设备停车后自动开启冲洗水电动慢开阀，低压对反渗透装置进行冲洗，挤排膜和不锈钢管道中的高TDS残水，使停运后的膜完全浸泡在水中，可以防止膜的自然渗透造成的膜损伤，去污除垢，使装置和RO膜得到有效保养。反渗透装置配备就地操作箱，内设流量计、电导率仪、压力表等，操作人员根据浓水流量计和淡水流量计的指示调节截止阀，调整浓水排放量和进水量，使反渗透系统在工艺要求的范围内运行。在反渗透进水口、一段出水口、二段浓水及产水出水口设压力表，操作人员根据压力和流量指示对该装置进行调节，并可根据压力和流量的变化分析装置的运行情况。在RO进水管(高压泵前)、淡水产水管、浓水管上设有电导率仪，随时监视产水电导率，计算RO装置的脱盐率。在每支组件淡水、浓水出口设取样阀，以便在开车运行中对每根膜组件取水样分析以确定装置运行是否正常。5.3.13化学清洗系统反渗透装置长期运行后，微量盐分结垢和有机物逐渐在膜表面和过水通道上积累，影响装置的产水量和脱盐率，此时需通过RO清洗系统进行化学清洗来恢复。所以本系统设置一套公用反渗透清洗系统，它包括1台5um微孔过滤器、1台不锈钢清洗泵、1台电加热器、1台清洗箱及配套仪表、阀门、管道件等附件。5.3.14产水箱反渗透出水送入产水箱，贮藏合格回用水。该产水箱内设置有液位控制开关和回用水泵，监测废水液位自动控制回用水泵的开停。回用水泵共为2台，一用一备。出水送入用水点。5.3.15碱投加装置预处理中为了防止反渗透结垢将反渗透进水pH值调节至7.0左右，经过专用软件计算，原水经过反渗透装置脱盐后，产水的pH值在5.2左右，回用水pH值要求达到6.5-7.5间，送入用水点前需要进行pH值调节。本方案选用烧碱作为pH值回调剂，投加点设在反渗透淡水产水管上。碱投加装置由1套耐腐蚀药剂计量箱、3台（两用一备）计量泵、2套Y型过滤器、就地仪表及操作箱组成。酸计量箱的容积满足连续投加一天的药剂用量。计量泵可以与备用泵自动切换，当一台发生故障时，显示并报警，同时备用计量泵自动投入使用（当自动运行时）或有操作员手动投入（当手动运行时）。酸计量箱设液位计，低液位显示报警，并控制设备起停。计量泵的启停与反渗透产水管道上的pH值联锁，并根据pH值按比例加药。5.3.16浓水箱反渗透产生的浓水送入浓水箱，为多介质过滤器和活性炭过滤器、以及循环水旁滤器的反冲提供水源。该产水箱内设置有液位控制开关和反冲水泵，当多介质过滤器和活性炭过滤器需要反冲洗，开启反冲泵进行反冲。5.4 反渗透装置详细说明5.4.1概述根据以上工艺流程设计说明可知，本工程预处理处理能力可以达到75m3/h，本反渗透装置进水量为150m3/h。根据业主提供的水源及原水水质分析报告，结合预处理对各种污染物的去除效果，使用反渗透膜专用软件计算，本套反渗透装置的回收率按照水温在15时能够达到能够透个气泥池ENG量计、电导率仪、压力表等，操作人员根据浓水量65%以上，则淡水产水量为100m3/h。根据产水量要求、系统回收率以及原水水质，本反渗透系统设计成由2套产水能力为50m3/h的反渗透装置并联运行，每套采用66支8”卷式膜元件，每套装置6芯装压力容器排列方式（7:4）。整个工程采用132支8”卷式低压抗污染膜元件。另外备用2支膜元件，故膜元件总数为134支。5.4.2工艺说明及参数设计5.4.2.1高压泵的设计高压泵为反渗透膜组提供足够的进水压力，维持反渗透膜的正常运行本方案采用立式不锈钢高压泵，详细描述详见上节。5.4.2.2膜组件的设计反渗透膜组是整个脱盐系统的执行机构。它主要负责脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物，使出水达到用户要求。根据系统设计软件，反渗透装置的膜组件采用陶氏公司生产的抗污染膜。5.4.2.3冲洗程序的设计当反渗透装置停机时，因膜内部的水已经处于浓缩状态，在静止状态下，容易造成膜组件的污染，因此还需要用淡水冲洗膜表面，以防止污染物沉积在反渗透膜表面，影响膜的性能。同时，在系统运行过程中，为了不让Ca2+、Mg2+等难溶、易结垢的离子长期停留在RO膜表面结垢，我公司对RO系统设计了工作1-4小时，大流量冲洗15S，此过程由控制系统自动控制，这样可以大大延长了RO膜的使用寿命和化学清洗周期。5.4.2.4参数控制A、一段RO指标测试仪器单位设计值进水压力压力表MPa1.5浓水压力压力表1.5压力差计算值单支RO膜压力损失0.07淡水流量流量计T/hr37.85浓水排放流量流量计T/hr37.85进水电导率在线电导率仪us/cm4000淡水电导率在线电导率仪us/cm30浓水电导率在线电导率仪us/cm以实测为准B、二段RO指 标测试仪器单位设计值进水压力压力表MPa1.5浓水压力压力表1.5压力差计算值单支RO膜压力损失0.07淡水流量流量计T/hr13.15浓水排放流量流量计T/hr24.0进水电导率在线电导率仪us/cm7500淡水电导率在线电导率仪us/cm50浓水电导率在线电导率仪us/cm以实测为准5.4.2.5注意事项 (1)、反渗透装置开启之前，必须检查经过预处理的来水是否达到反渗透装置进水指针要求（如SDI4,余氯0.1ppm等），否则设备不得投入使用。注：SDI(或FI)由污染指数测试仪检测 这是为反渗透膜而专门建立的进水水质衡量指标，其表示方法如下： SDI=(1-t0/t15)100/15 式中：SDI-污染指数(或FI) t0-在直径为47mm，孔径为0.45um的微孔膜中，在操作压力为0.21MPa连续进水条件下，从开始过滤到过滤水为500mL时所需时间（min） t15-从开始连续过滤15 min后计时，再过滤水500mL水时所需时间（min）(2)、在任何情况下，反渗透装置周围的环境温度不低于0,水温控制在1530为宜。(3)、检查各管路是否按工艺要求接妥，电器线路是否完整，接线是否可靠。(4)、在RO装置初次启动前，RO装置所有阀门呈全闭状态。(5)、当预处理系统调试合格、出水水质能够满足RO进水要求时，才能启动RO装置。(6)、打开保安过滤器的放气阀、排污阀，待放气阀出水后，关闭放气阀。当取样水质合格后，关闭排污阀。预处理给水压力应使保安过滤器口压力表指示在0.150.5MPa范围内。(7)、启动高压泵，延时（5秒）高压泵出口慢开阀启动，使水在低压下冲洗RO装置（12分钟），排净膜组件内保护液。(8)、系统稳定运行后，记录所有运行参数（压力、流量、电导），RO装置开始正常产水。(9)、RO正常工作时，每1-4小时（根据运行状况和进水水质设定）自动打开阀门快冲排水电动慢开阀，利用来水低压大流量冲洗膜表面，15秒钟后关闭电动慢开阀，高压泵恢复正常运行状态，系统正常产水。5.4.2.6保养和维修的设计(1)、随着运转时间增长，膜表面将附着沉淀物，影响产水量，需要定期清洗反渗透膜组件。如果发现组件中每支膜组件的压力降大于0.07MPa，要立即进行化学清洗（清洗使用化学清洗装置），即使压差尚未达到上述数值，通常每隔13个月也需清洗。(2)、高压泵要按设备说明书要求经常检查维修。(3)、定期校验和检查各压力表，使之正常、准确地工作。对于需校验的表计，操作人员应预先提出要求。5.4.3清洗方法的设计（1）、清洗时间的确定为了使清洗工作取得最好的效果，膜元件必须在产生大量污垢前进行清洗。如果清洗工作延误，那么将非常困难或者不可能从膜表面上彻底清除污垢并重新恢复膜性能至初始的状态。当进水和浓水之间的标准化压差上升了15，或标准化的产水量降低了10%，或标准化的盐透增加了5%时，应该对膜系统进行清洗。（2）污垢类型的确定在清洗之前确定膜表面污垢的类型是非常重要的。进行污垢类型确定的最好方法是对SDI测试膜上所收集的残留物进行化学分析，以确定污染物的主要类型，以便进行针对性的化学清洗。在不能采用化学分析的情况下，可以根据SDI的测定情况，测试膜片上残留物的颜色、密度，然后对污垢进行分类。比如，呈褐色的残留物引导我们判断是否为铁污垢；白色残留物则可能是硅、砂质粘土、钙垢等；晶状体外形是无机胶体、钙垢的一个特征；生物污垢或者有机污垢，除了从气味上分析判断外，通常还可以看出这类污染物呈现粘稠状。（3）清洗程序的选择确定了膜表面的污染物，那么就必须选择正确的清洗程序。如果认为污垢为金属氢氧化物，比如：含铁的氢氧化物、或者钙垢，那么可以采用柠檬酸清洗；如果确定主要污垢为有机物或者微生物，那么建议使用碱性清洗方法。（4）清洗的有效性评估上面只是简要介绍了几种清洗程序。遵守所建议的清洗方法，通常都会得到较好的效果，如整个膜系统的压差应该减小到初始值，产水流量和脱盐率可以得到恢复。如果清洗之后系统的性能没有得到足够地改善，那么建议采用另外的推荐方法，这样可能会得到比较理想的结果。污垢容易附在膜表面或者保留在进水流道中。在许多案例中，清除膜污染需要采用几种连续的清洗方法。适宜地交替使用清洗剂的清洗方法比单独使用任何一种药剂进行清洗更加有效。（5）不使用化学物质的清洗程序采用低压、高流量的冲洗方法来去除膜表面最普通的灰尘。在显著的性能衰减之前使用该方法，对于消除轻度的有机物污染也是非常有效的。最好在反渗透系统停机后冲洗几个小时，以便于从膜表面分离污垢层。表1 冲洗操作条件冲洗用水：预处理过的给水压力：低压(0.1-0.2MPa) 流速：尽可能高的流速，每支容器的压差最大为0.2MPa。每支容器的最大给水流速：8 英寸元件：200 l/min温度：35 冲洗时间：0.5-1.0 小时分别冲洗每支容器：不要再循环使用冲洗的水（6） 化学清洗药剂的选择与条件清洗所用化学物质与污染物相互作用，通过溶解或分离，从而从膜表面清除掉污染物。该方法通常在冲洗之后采用。定期进行化学清洗以及在系统出现重大故障之前进行预防性的维护是非常好的做法。在化学清洗之后，使用预处理过的原水或产水（最好采用）将污染物彻底地冲洗出RO系统。如果需要其它有关信息，请与我司技术服务部门联系。表2 清洗注意事项化学清洗如表1.2所列清洗药剂配置用水软化水或者产品水，无重金属、余氯或者其它氧化剂清洗药剂量每支8英寸元件：40-80 升（取决于污垢程度）每支4英寸元件：10-20 升（取决于污垢程度）清洗操作压力较低的压力（0.1-0.3MPa），通常不超过0.4Mpa 清洗流速每支8英寸的压力容器：6-9m3/hr 每支4英寸压力容器：1.8-2.3m3/hr 清洗液温度尽可能高，但是最高温度为45， 通常选择为30-35， 如果清洗溶液的温度超过45，应安装冷却设备清洗类型每支压力容器分别交替进行再循环和浸泡循环周期建议每0.5-1小时（重复23次）浸泡时间2-24小时（取决于污垢的程度）清洗方法最好进行分段清洗清洗时间最少1-2小时，取决于污染程度与应用的清洗方法表3 反渗透膜化学清洗剂的选择污染物首选化学清洗剂清洗条件备选化学清洗液无机盐垢（如钙垢）0.2%HCl溶液pH值：1-2 温度38 (1) 2.0%柠檬酸（最好浸泡过夜）(2) 1.0%Na2S2O4 (3) 0.5%磷酸金属氧化物（如铁、铝等）1.0%Na2S2O4溶液温度35 (1) 0.5%磷酸(2) 2.0%柠檬酸不溶于酸的垢（CaF2、BaSO4、SrSO4、CaSO4） 0.1%NaOH溶液+ 1.0%Na4EDTA溶液pH值：11-12 温度30 SHMP浓度1% 六聚偏磷酸钠盐无机胶体（如淤泥）0.1%NaOH溶液+ 0.025%Na-SDS pH值：11-12 温度30 硅垢0.1%NaOH溶液+ 0.025%Na-SDS pH值：11-12； 温度30； 0.1%NaOH溶液+ 1.0%Na4EDTA溶液微生物0.1%NaOH溶液+ 0.025%Na-SDS pH值：11-12 温度30 0.1%NaOH溶液+ 1.0%Na4EDTA溶液有机物0.1%NaOH溶液+ 0.025%Na-SDS 通常作为第一步清洗pH值：11-12； 温度30； 0.2%HCl溶液通常作为碱洗后的第二步清洗（7）、清洗步骤、冲洗反渗透膜组件 排除运行过程中浓水和给水通道中的污染物。、清理清洗装置清洗水箱、管路、精密过滤器；水箱、泵、膜、浓水阀、保安过滤器至水箱形成回路。、配制清洗液产品水至清洗水箱；混合均匀至清洗水箱；调pH值；对于正常污染840“膜组件每根配制9加仑药溶液；对于产品污染严重的可将药溶液加倍。、第一段引入清洗溶液反渗透进水入口最大压力为60psi；单只膜组件最大压降为10psi；将回水回至清洗水箱；pH值变化超出0.5单位时，须重新调整投加酸碱调节pH值到指定范围。、低流量循环循环5-15分钟，每根膜壳的流量为24gpm(91L/min)。、中等流量循环循环5-15分钟，每根膜壳的流量为32gpm(120L/min)。、大流量循环循环13-60分钟，每根膜组件流量为40gpm(151L/min)。、浸 泡轻度污染可浸泡60-120min。、冲 洗使用与清洗液pH值及温度相同与系统容积相同的产品水冲洗；然后使用于未调pH值反渗透产品水反复冲洗；保证化学清洗液全部被洗出。、使用杀菌液（选择使用）按标准配制溶液；采用中等流量在已清洗各段的反渗透膜中循环15-60min；浸泡60-120min，按需要确定；用反渗透产品水冲洗。、最后冲洗通常冲洗10-15min；使用前经处理的进水低压冲洗；直至浓水不再有气泡；直至浓水电导与进水电导相同。、运行前冲洗经过以上步骤后化学清洗完毕，系统进入正常运行阶段，按照设定的程序运行前进行低压快速冲洗。第六章 工艺特点分析本中水回用处理工艺的选择原则为保证系统集水先进成熟、经济节能、运行可靠、安全稳定、自动化程度高、设备便于管理检修、操作运行简便、运行费用低。本工程主体工艺路线选用“预处理+反渗透”的组合工艺，本方案在响应招标文件的前提下，综合考虑了技术先进、经济合理以及操作简便、运行费用低等因素，在原水水质、处理最终出水水质要求下，对多种处理工艺的处理效果和性价比进行分析后，确定出本工艺流程路线，对比现在市场上多种中水回用处理工艺，本方案设计具有以下特点：一、预处理工艺选择经济合理本方案选用的预处理工艺为：调节池-杀菌-加药絮凝-多介质过滤器-活性炭过滤器-加酸调节pH-投加还原剂-投加阻垢剂-保安过滤器，充分考虑了原水水质及选用处理工艺的去除效果，保证经过以上流程处理后可以满足反渗透对进水水质的要求。根据对原水水质进行详细的分析（2.1.1.3水质资料相关描述），五股原水中含有的主要污染物浓度均不同，水量波动较大，本方案在进水端设有一座调节池，调节池停留时间足够长，能够保证来水在其中进行充分混合，使得各股废水中的高浓度污染物被稀释，从而可以降至各处理单元能够容许的范围，可以选用一些投资较省的预处理工艺，而不用因污染物浓度过高选用投资较高的预处理工艺（比如超滤工艺）。从原水水质表中可以看出，对于反渗透系统进水水质要求较为严格的几项指标的浓度有所下降。对于反渗透进水水质要求较高的几项指标，比如容易引起反渗透污染、降解和结垢的悬浮物、有机物、钙镁含量（硬度）、浊度、硅含量、氧化性物质含量等，